Method Article
وينظم بوضوح الدوبامين في نواة الدماغ المتوسط، والتي تحتوي على خلية وهيئات والتشعبات من الخلايا العصبية المنتجة للدوبامين. نحن هنا وصفا لنهج ونموذج تشريح مناولة إلى تحقيق أقصى قدر من النتائج، وبالتالي استنتاجات ورؤى، بشأن تنظيم الدوبامين في الدماغ المتوسط نواة من المادة السوداء (SN) ومنطقة الجوفية السقيفية (VTA) لدى القوارض.
الدوبامين هو ناقل عصبي درس بقوة في الجهاز العصبي المركزي. في الواقع، قد عزز مشاركتها في النشاط الحركي والسلوك المتصل بالإثابة، خمسة عقود من التحقيق في أوجه القصور الجزيئية المرتبطة مع تنظيم الدوبامين. غالبية هذه التحقيقات من تنظيم الدوبامين في الدماغ التركيز على الأساس الجزيئي لائحته في مناطق ميدان المحطة من المسارات السوداوي وmesoaccumbens؛ المخطط والمتكئة نواة. وعلاوة على ذلك، وركزت هذه الدراسات على تحليل محتوى الأنسجة الدوبامين مع التطبيع فقط لوزن النسيج الرطب. التحقيق من البروتينات التي تنظم الدوبامين، مثل هيدروكسيلاز التيروزين (TH) بروتين، الفسفرة TH، نقل الدوبامين (DAT)، ونقل مونوامين حويصلي 2 (VMAT2) بروتين في كثير من الأحيان لا تشمل تحليل محتوى الأنسجة الدوبامين في نفس العينة. القدرة على تحليل محتوى كل من الأنسجة الدوبامين والبروتينات التي تنظم فيها (بما في ذلك في مرحلة ما بعد هيئة تنظيم الاتصالاتتعديلات nslational) لا يعطي سوى القوة الكامنة في تفسير العلاقة بين دوبامين مع مستوى البروتين وظيفة TH، DAT، أو VMAT2، بل يمتد أيضا اقتصاد عينة. وهذا يترجم إلى أقل التكاليف، وحتى الآن تنتج نظرة ثاقبة لتنظيم الجزيئي للدوبامين في نموذج تقريبا أي خيار من المحققين.
ونحن نركز على التحليلات في المخ الأوسط. على الرغم من أن تهمل عادة SN وVTA في معظم الدراسات من تنظيم الدوبامين، وتشريح هذه النوى بسهولة مع الممارسة. ويمكن إجراء قراءات شاملة لمحتوى الأنسجة الدوبامين وTH، DAT، أو VMAT2. هناك ازدهار الأدب عن تأثير وظيفة الدوبامين في التعطيل وVTA على السلوك، والإصطدامات من المواد الخارجية أو عمليات المرض فيها 1-5. وعلاوة على ذلك، ومركبات مثل عوامل النمو يكون لها تأثير عميق على البروتينات الدوبامين والدوبامين التنظيم، إلى حد أكبر نسبيا في التعطيل أو VTA وسوف نوضح تقنية تشريح للفصل بين هذه النوى اثنين وتجهيز عينة من الأنسجة التي تنتج تشريح لمحة كشف الآليات الجزيئية لتنظيم الدوبامين في الجسم الحي، محددة لكل نواة (الشكل 1).
1. تشريح
2. تحليل الأنسجة: HPLC وأو الدوبامين والأيضات
للحصول على معلومات كاملة عن معدات HPLC والصيانة، والرجوع إلى تحليل HPLC في نهاية المخطوط.
3. تحليل الأنسجة: البروتين الكلي والنهائي تطبيع النتائج عشر وDAT
4. تحليل الأنسجة: الموقع محددة الفسفرة TH
لا يمكن للالفسفرة من TH في ser31 أو ser40 زيادة لام دوبا الحيوي في الخلايا كاتيكولاميني 12. على الرغم من أن كمية من الفسفرة في كل موقع من الضروري زيادة لام دوبا الحيوي في مناطق الدماغ مثل الدوبامين لم يتم تأسيس SN وVTA، هناك أدلة على أن ser31 الفسفرة تلعب دورا هاما في تنظيم لام دوبا الحيوي (10) وشارك في يختلف مع DA محتوى الأنسجة بين المخطط، النواة المتكئة، SN، وVTA 2، 10. ومع ذلك، فإن إدراج ser40 القرارات اللازمة، كما العديد من الدراسات تظهر أنها يمكن أن تؤثر على نشاط TH، خصوصا إذا تم التوصل الى عتبة الفسفرة 12.
في حين ser19 phosphorylatiلا يؤثر على نشاط وحدها 13،14 ث، يمكن أن تنظر إليه على أنه الحارس لكا 2 + التي تعتمد على إشارات في الخلايا العصبية DA، بالنظر إلى أن الكالسيوم خارج الخلية 2 + من الضروري زيادة ser19 الفسفرة تحت ظروف depolarizing 12. وعلاوة على ذلك، هناك علاقة ايجابية كبيرة من ser19 الفسفرة مع ser31 الفسفرة إلا في التعطيل وVTA 10، مما يدل على أن الوضع ser19 الفسفرة يمكن أن تؤثر على ser31 الفسفرة، وبالتالي الحيوي بشكل غير مباشر لام دوبا.
الاعتبارات تحميل عينة من أجل القياس الكمي الأمثل للموقع المحدد TH رياضيات الكيمياء الفسفرة: اقل، وتقدم الاعتبارات المطلوبة للقرارات صحيحة ودقيقة من الفسفرة TH في مواقع محددة في أنسجة تشريح. عندما يكون ذلك ممكنا، ينبغي أن تضمن الفسفرة TH معايرة القياسية في تقييم الفسفرة TH عينة. يجب تحميل عينة تأخذ في لجنة التنسيق الإداريةount الاتحاد العنصري المتأصلة في كل موقع الفسفرة بحيث فحص الكمي الفسفرة ضمن نطاق عمل ديناميكية من الأجسام المضادة المستخدمة. كما ملاحظة أخيرة، يجب أن البروتين المتأصلة مجموع القادمين إلى فحص لكل عينة تحميلها أيضا في الممرات منحنى القياسية. ويتحقق هذا بسهولة مع البروتين الناقل (مثل كبد الفئران) والتي لا تعبر عن TH.
5. ممثل النتائج
DA المنطقة | استعاد إجمالي DA | DA لكل بروتين ملغ | DA TH نانوغرام لكل |
المخطط | 214 ± 16 | 165 ± 13 | 0.56 ± 0.11 |
SN | 8.4 ± 0.8 | 6.1 ± 0.5 | 0.18 ± 0.03 |
نواة تيار مترددcumbens | 60 ± 6 | 75 ± 4 | 0.77 ± 0.03 |
VTA | 6.0 ± 1.0 | 9.2 ± 1.4 | 0.22 ± 0.03 |
الشكل 1. قراءات الدوبامين من تشريح الأنسجة واحد.
تقنيات شخصية تشريح 2. على عزل neuropil الدماغ المتوسط الدوبامين. تقنية لتشريح substantia الرمادية (SN) من منطقة الجوفية السقيفية (VTA). 1. إزالة القشرة الفوقية وقرن آمون (وقد تم بالفعل إزالة هذه الهياكل في الصورة أعلاه). 2. جعل خفض عمودي يفصل بين منطقة الصباغية من التعطيل من VTA. 3. جعل قطع أفقي على أو بالقرب من خط الوسط فقط فوق الجزء الظهري والجانبية أكثر من التعطيل. 4. ندف من SN بعيدا عن بقية الدماغ. مرة واحدة تمت إزالة SN، ندف بالمثل VTA بعيدا عنبقية الدماغ المتوسط. ملاحظة: ويلاحظ عادة في هذا القسم الإحداثيات، نسبة إلى Bregma، في AP 5.7.
الشكل 3. الثانية (والأخيرة) من مجموع تطبيع تلطيخ الحمل الشقائقية S بروتين لتحليل J صورة. الشقائقية تلوين البروتين لتحديد TH الكلي في عينات الفئران المادة السوداء. أول خمسة مسارات تشكيل اليسار هي المعيار منحنى إجمالي TH، أضيف إليها 28 ميكروغرام من البروتين جناسة كبد الفئران بحيث تكون قادرة على تحميل البروتين من عينات المادة السوداء. الممر التالي على الوزن الجزيئي (MW) علامات. الممرات المتبقية تحتوي على البروتين ~ 28μg عينات من الفئران المادة السوداء. وتستند يحمل بروتين على تركيز البروتين في كل عينة على النحو الذي تحدده طريقة BCA. لكن، على الرغم من ما ينبغي أن يكون على قدم المساواة الأحمال، هناك اختلافات في ظلام تلطيخ الشقائقية S بين عينات مما يدل على طفيفالتغير في تركيزات البروتين، والذي تم تصحيحه من قبل لتطبيع باستخدام يماغيج تحليل لتحليل كمية من تلطيخ الشقائقية S لكل عينة.
الشكل 4. النتائج الممثل الفسفرة TH من الضوابط والمعالجات. ممثل ser31 هيدروكسيلاز التيروزين فسفرته (PTH) وser40 البقع PTH الغربية من المياه المالحة والميثامفيتامين فئران ويستار المعالجة من دراسة سابقة 4. أ. سر 31 PTH في عينات الفئران المادة السوداء. ومعايرة سر 31 نطاقات PTH منحنى قياسي من 0.3 نانوغرام إلى نانوغرام 2.0 ويقع ضمن نطاق خطي من الكشف. بناء على التحليل السابق لطخة غربية من مستويات TH المجموع، تم تحميل 6 نانوغرام من TH الإجمالية لكل عينة. ب. ser40 PTH في عينات الفئران الجوفية السقيفية. ومعايرة ser40 يتراوح PTH منحنى قياسي من 0.2 إلى 1.5 نغ نغ، وهو ضمن مجموعة من خطي كشف. بناء على التحليل السابق لطخة غربية من مستويات TH المجموع، تم تحميل 9 نانوغرام من TH الإجمالية لكل عينة.
كما هو مبين في الشكل رقم 1، وينبغي أن الأساليب المفصلة أعلاه تعطي قراءات متعددة من الدوبامين وTH لها البروتينات التي تنظم، DAT، وVMAT2 من عينة واحدة من التعطيل أو VTA تم الحصول عليها من الفئران أو الماوس. مرة أخرى، وفوائد تنفيذ هذا البروتوكول، أن المحقق يمكن الحصول على قراءات من الناحية التشغيلية المطابقة لكيفية تنظيم الدوبامين في الجسم الحي تحت أي نموذج تجريبي وعمليا، في القيام بذلك، حفظ الموارد تجريبية هامة من خلال تقليل عدد الحيوانات المطلوبة في أي التجربة.
من الضروري للغاية أن المحقق مراعاة متطلبات درجة الحرارة التي فرضت خلال تشريح (4 درجة مئوية)، والتخزين من النسيج (ما لا يقل عن -70 درجة مئوية)، صوتنة الأنسجة (صوتنة فوري بعد إزالة من درجة حرارة التخزين) في الجليد الباردة العازلة HPLC و بيليه لاحق تشكيل وتجهيز. بمجرد sonicated وبيليه ويغلى في حل الحزب الديمقراطي الصربي، قد عينات لا تزال فورثإيه معالجتها في درجة حرارة الغرفة. حلل تخزين HPLC المؤرشفة العينة والعينات العازلة عينة المعدة لتحليل البروتين يجب أن تكون على -80 درجة مئوية.
مرة أخرى، فإن الميزة الرئيسية لهذا البروتوكول هو النهج الفطري إلى المباراة عمليا النتائج المتعلقة تنظيم الدوبامين في الجسم الحي. وعلاوة على ذلك، وتطبيع قراءات الأنسجة الدوبامين إلى علامات neuropil الدوبامين (TH، DAT) توفير قدر كبير من التأكيد على أن المحقق تشريح SN أو VTA مع التناسق والدقة. نظرا لتورط الدوبامين في اضطراب، والإدمان النفسي، والساحات الحركي، يمكن أن تستخدم هذا البروتوكول في العديد من التجارب. واحد الحد الملحوظ هو أن تفسير النتائج الفسفرة TH ينبغي أن تكون المحافظة، كما من غير المعروف في الوقت الحالي إلى أي مدى هناك حاجة إلى زيادة الفسفرة في ser31 أو ser40 في الجسم الحي لزيادة لام دوبا الحيوي. لكن، وكما ذكرت، هناك EVidence أن ser31 الفسفرة يبدو لتنظيم لام دوبا الحيوي، ولها دور في تنظيم مجموع محتوى الأنسجة الدوبامين في الجهاز العصبي المركزي 2،10. في هذا الوقت، ومعايير لبروتين عشر والفسفرة TH ليست متاحة تجاريا. ومع ذلك، فقد حافظت هذه المختبرات وسعت هذه المعايير على أساس تلك المستخدمة عندما تم نشر اول ورقة بشأن تنظيم الفسفرة TH في الجسم الحي 11. ومع ذلك، فمن الممكن لتطبيع الدوبامين محتوى الأنسجة لبروتين TH استعادت في هذه المناطق منفصلة باستخدام هذا البروتوكول.
الإعلان عن أي تضارب في المصالح.
وقدمت التمويل اللازم لهذا العمل، واستشهد بها 2،10، في جزء منها عن طريق البحث الجوائز منحة لسالفاتوري MF من الاتحاد الأمريكي لبحوث الشيخوخة، وعين إدوارد السلالم الصندوق الاستئماني ومؤسسة البحوث الطبية الحيوية من ولاية لويزيانا الشمالية الغربية، وBS بروت من زمالة Muslow آيك Predoctoral، LSU مركز علوم الصحة، شريفيبورت.
HPLC النظام:
النظام الأساسي يتكون من مضخة شيمادزو HPLC LC10-ADvp، وهي مياه WISP 717 التلقائي محقن العينة، ويحتوي على 250 X 4.4 ملم 5 ميكرون Spherosorb المواد المستنفدة للأوزون-1-C18 عكس مرحلة العمود (المياه)، وأنظمة Bioanalytical (BAS) TL12 زجاجي مزدوج قطب كهربائي الكربون، واثنين من أجهزة الكشف عن BAS LC4B الكهروكيميائية، والمياه 1 2 تمكين جمع البيانات ونظام التكامل.
يتم الحفاظ على عمود في 30-45 درجة مئوية (BAS سخان عمود LC22A). الطور المتحرك هو 0.1 فوسفات الصوديوم M (درجة الحموضة 3.0)، 0.1 ملي EDTA، 0،2-0،4 ملي 1-أوكتان حمض السلفونيك (ايستمان كوداك-)، والأسيتونيتريل 0.35٪ (V / V) وتصفيتها من خلال مرشح 0.45 ميكرون. معدل التدفق من 1.2 مل / دقيقة. هي الأمثل أربع دفعات لتر من الطور المتحرك للفصل عن طريق ضبط درجة الحموضة، أوكتان حمض السلفونيك ودرجة حرارة العمود. يتم إعادة تدويرها في المرحلة المتنقلة، ويتم إزالة بشكل مستمر مع غاز الهيليوم لإزالة الأكسجين الذائب. إعادة التدوير من الطور المتحركهو تقريبا من الضروري للحفاظ على قرار جيد لفترة معقولة من الزمن. يتم الحفاظ على الطور المتحرك العمر الافتراضي باستخدام مفتاح تدفق (التي يسيطر عليها تكامل) لتحويل النفايات إلى أول 2-7 دقيقة من كل تشغيل.
تتم المحافظة على الأقطاب في إمكانات 0.78 تقريبا و0.95V فيما يتعلق الإلكترود المرجعي Ag/AgC1. يستخدم الكهربائي في ارتفاع محتمل على وجه الحصر لتحديد التربتوفان (ومعيار داخلي NMDA). إمكانات V 0.78 يوفر إشارة إلى أعلى نسبة الضوضاء للكشف عن أمينات أحادية والمركبات، وغيرها من التربتوفان. يتم تخزين المخططات الاستشرابية على القرص الثابت من محطة العمل تمكين، ومعالجتها في وقت لاحق، ونقل البيانات مباشرة إلى جدول بيانات Excel لحساب كميات المستقلب وتجميع البيانات المجموعة.
مضخة: شيمادزو LC-10AD
الخلية: BAS الصليب التدفق. كربون زجاجي كهربائي يعمل على 0.780 و 0.950 V المحتملة.
كشف: BAS LC-4B تعمل في وضع قناة مزدوجة.
بيانات ACQ. النظام: مياه تمكين برو 2.
حاقن: مياه WISP 717
العمود: مياه Spherosorb المواد المستنفدة للأوزون 1 و 5 ميكرومتر الجسيمات، 4.4 مم X 250 مم.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
اسم كاشف | شركة | فهرس العدد | |
كبريتات الصوديوم دوديسيل (SDS) | - JT بيكر | 4095-02 | |
Trizma قاعدة | سيغما | T1503-1KG | |
Trizma حمض الهيدروكلوريك | سيغما | T3253-1KG | |
الغليسيرول | سيغما | G8773-500 مل | |
PVP-40 | سيغما | PVP40-1KG | |
dPBS | Gibco | 21600-069 | |
Tween20 | سيغما | P1379-500 مل | |
جليكاين | سيغما | G8898-1KG | |
الشقائقية S | Fluka | 81460 | |
زرقة البروموفينول | سيغما | B8026-5G | |
Dithiothreitol | سيغما | D-9163 | |
بروتين ستاندرد 2 ملغ BSA | سيغما | P5619-25VL | |
بيرس فحص البروتين BCA الكاشف A | الحرارية فيشر العلمية | 23223 | |
الدقة بالاضافة الى معيار البروتين | راد الحيوي | 161-0373 | |
[125I]-البروتين، نشاط معين | بيركن، إلمر |
الجدول 2. الكواشف محددة.
الكواشف | الصيغ |
10٪ SDS | 10 ز SDS، 100 مل DI H 2 0 |
1 SDS٪ (الرقم الهيدروجيني إلى 8.2) |
|
الحل الثاني كبريتات النحاس |
|
3X عينة الواق |
|
1X عينة الواق | تمييع 3X الواق عينة وصولا الى عازلة عينة 1X باستخدام DI H 2 0 |
10X تشغيل المخزن المؤقت (يجعل 4 L) |
|
10X عازلة لنقل: (يجعل 4 L) |
|
الشقائقية |
|
0.2٪ حمض الهيدروكلوريك الحل | 5.2 مل من حمض الهيدروكلوريك في 500ml من H DI 2 0 |
PVP-T20 حجب Soln. (يجعل 4 L) |
|
10X الاحتياطي لطخة (يجعل 4 L) |
|
معايير هيدروكسيلاز التيروزين: وتستمد معايرة TH البروتين والفسفرة المعايير المستخدمة من قبل هذا المختبر من مقتطفات خلية PC12، والتي تم تحليلها لمحتوى البروتين عشر وstoichiometries الفسفرة ضد المعايير TH معايرة سابقا التي نشأت في نهاية المطاف من المختبر الدكتور جون هايكوك 11 .
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved